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摘要:近些年來(lái),城市化進(jìn)程加快。在此種情況下,建筑工程項(xiàng)目取得顯著成就。為滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的出行需求,不少地區(qū)都開(kāi)始重視對(duì)高速公路隧道洞口的施工。而隧道洞口中淺埋段區(qū)域的地質(zhì)條件相對(duì)較差,若未重視該路段的施工工藝,可能會(huì)引發(fā)塌陷事故,造成不可挽回的后果。基于此,文章以某高速公路隧道段工程項(xiàng)目為主,首先介紹工程項(xiàng)目及工藝流程。其次分析淺埋段施工測(cè)量的工藝。再次分析淺埋段施工加固工藝。最后分析淺埋段施工開(kāi)挖工藝。
關(guān)鍵詞:高速公路;隧道;施工工藝
高速公路施工,是重要的道路施工項(xiàng)目。在此路段施工過(guò)程中,隧道洞口淺埋段比較常見(jiàn)。該路段的施工區(qū)域地質(zhì)條件偏差,需要恰當(dāng)?shù)亻_(kāi)挖與加固,避免發(fā)生塌陷。在此種情況下,高速公路隧道洞口淺埋段施工中,就要求從比較全面的角度上掌握施工路段實(shí)際情況,結(jié)合了解的路段信息,合理選擇施工技術(shù),對(duì)工藝操作要點(diǎn)進(jìn)行嚴(yán)格的把可控,保障隧道洞口的施工安全性。由此來(lái)看,本次研究有一定的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。
1工程概況及工藝流程
1.1工程概況
在本次研究中,為明確高速公路隧道洞口淺埋段的施工工藝,以云南省某高速公路隧道段施工為例。該隧道的結(jié)構(gòu),為雙洞分離式結(jié)構(gòu),隧道的總間距為20.7m,左線長(zhǎng)6522m,右線長(zhǎng)6752m。隧道開(kāi)挖中,開(kāi)挖斷面區(qū)域相對(duì)較大。通過(guò)對(duì)隧道施工區(qū)域的地質(zhì)監(jiān)測(cè),發(fā)現(xiàn)隧道洞口部位的土層為薄層、殘坡類的黏性土層,巖體為強(qiáng)風(fēng)化且比較厚的花崗閃長(zhǎng)巖體。隧道洞口段埋深最短2m,最長(zhǎng)25m。隧道區(qū)域內(nèi)以被侵蝕的高丘陵、中低山區(qū)為主,地質(zhì)構(gòu)造有諸多巖性接觸帶,裂隙帶、斷層帶各有2條。除此之外,隧道洞口是全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化類型的表層,圍巖屬于花崗閃長(zhǎng)巖體,特征表現(xiàn)為全風(fēng)化性。此種巖體,破碎的可能性比較大,且結(jié)構(gòu)形式表現(xiàn)為鑲嵌碎裂。
1.2工藝流程
在掌握工程基本概況后,明確施工工藝流程。對(duì)明洞段的拱部、墻部,分別采用明挖與暗挖的方式,有效防護(hù)兩側(cè)排水、邊坡與仰坡。對(duì)洞口段要設(shè)置鋼支撐,利用超前大管棚注漿。在進(jìn)入洞口后,替換成超前小導(dǎo)管,繼續(xù)實(shí)施注漿。開(kāi)挖洞身時(shí),要重視封閉處理,使其形成環(huán)形的支護(hù)形態(tài),明確間距。在邊墻位置,設(shè)置系統(tǒng)錨桿,對(duì)鋼筋實(shí)施混凝土噴射,實(shí)現(xiàn)支護(hù),明確混凝土的噴射厚度。從整體上來(lái)看,洞口段的施工工藝是最為關(guān)鍵的,具體包括監(jiān)控與測(cè)量、科學(xué)的處理地表層排水、重視加固處理、開(kāi)挖與超前支護(hù)、掛網(wǎng)與混凝土噴射、鋼架安裝與支護(hù)復(fù)噴、開(kāi)挖核心土等。
2高速公路隧道洞口淺埋段施工測(cè)量工藝
2.1做好工程施工的監(jiān)控測(cè)量準(zhǔn)備工作
在高速公路隧道洞口淺埋段施工前,結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,做好工程施工監(jiān)控測(cè)量準(zhǔn)備工作。在測(cè)量過(guò)程中,要從多個(gè)角度了解施工區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)條件,對(duì)高速公路隧道洞口支護(hù)段設(shè)計(jì)的科學(xué)性情況進(jìn)行科學(xué)判斷。同時(shí),要關(guān)注隧道洞口淺埋段的排水施工情況。在測(cè)量準(zhǔn)備工作中,要依據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)具體情況,設(shè)計(jì)淺埋段兩側(cè)區(qū)域的排水溝,確保排水溝抹灰面的施工質(zhì)量符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求。在施工前,定期對(duì)淺埋段兩側(cè)排水溝進(jìn)行監(jiān)測(cè)后,若發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)修復(fù)。通過(guò)工程施工監(jiān)控測(cè)量準(zhǔn)備工作的開(kāi)展,為后期高速公路隧道洞口淺埋段施工質(zhì)量、效率的提升奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2.2動(dòng)態(tài)化開(kāi)展施工監(jiān)控測(cè)量工作
高速公路隧洞淺埋段施工監(jiān)控測(cè)量準(zhǔn)備工作下,要具體問(wèn)題具體分析地開(kāi)展動(dòng)態(tài)化施工監(jiān)控測(cè)量。從某種角度來(lái)說(shuō),隧道洞口淺埋段施工段的施工質(zhì)量,與動(dòng)態(tài)施工監(jiān)控測(cè)量工作有密切的關(guān)系。在具體施工過(guò)程中,相關(guān)技術(shù)人員要通過(guò)實(shí)地考察的方式,掌握施工區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)條件,從比較全面的角度上判斷工程施工質(zhì)量,對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力情況進(jìn)行全方位的監(jiān)測(cè)。若受力變形量偏大,則需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行二次支護(hù)施工。而且要有針對(duì)性的調(diào)整工程施工計(jì)劃,糾正工程施工參數(shù)。除此之外,要加強(qiáng)對(duì)先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用,對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,在了解相關(guān)施工數(shù)據(jù)的前提下,掌握施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。由此,從根本上保障隧道洞口淺埋段施工穩(wěn)定性。
2.3合理開(kāi)展超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作
在相對(duì)復(fù)雜的高速公路隧道洞口淺埋段施工中,合理開(kāi)展超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作是比較關(guān)鍵的。若施工區(qū)域有比較復(fù)雜的地質(zhì)條件,可能會(huì)在施工中引發(fā)地質(zhì)條件突變問(wèn)題,影響原施工設(shè)計(jì)方案。所以,要結(jié)合實(shí)際情況做好施工區(qū)域的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作。全面勘察施工區(qū)域內(nèi)地質(zhì)條件,并對(duì)地質(zhì)情況進(jìn)行分析,對(duì)特殊施工區(qū)域內(nèi)的巖層結(jié)構(gòu)加以記錄,利用專業(yè)軟件,靈活調(diào)整施工方案,確保工程有序開(kāi)展。
3高速公路隧道洞口淺埋段施工加固工藝
3.1預(yù)注漿工藝
通常來(lái)說(shuō),隧道洞口圍巖穩(wěn)定性均較差。在具體施工時(shí),要加固處理,確保圍巖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,保障施工安全。預(yù)注漿工藝,在加固穩(wěn)定性方面可發(fā)揮重要作用。其工藝如下:3.1.1開(kāi)挖頂部。開(kāi)挖隧道洞口頂部,使頂部成為公路隧道洞口的拱殼,施工時(shí)要注意結(jié)構(gòu)完整性。3.1.2地表注漿。在向洞口地表內(nèi)注漿時(shí),以全孔注漿為主,避免地表塌陷。采用分段式施工保證注漿的質(zhì)量,因注漿有一定施工難度,所以可融入帷幕注漿法,于地面挖出2m,以漿墻澆筑洞口,封閉注漿孔。隨后,用混凝土加固,使其呈現(xiàn)環(huán)形向外形態(tài)。3.1.3布置孔。注漿地表后,設(shè)置工作面孔,以梅花形設(shè)置,且控制長(zhǎng)度不超過(guò)2.5m。鉆孔時(shí),要保護(hù)開(kāi)挖面穩(wěn)定,巖土深度、注漿面高度要有一致性,采用支護(hù)處理邊坡和仰坡泛壓的情況,進(jìn)一步加固邊坡的穩(wěn)定性。
3.2洞口土方與錨網(wǎng)噴射施工工藝
高速公路隧道洞口淺埋段施工加固過(guò)程中,要重視洞口土方與錨網(wǎng)噴射的施工工藝。具體工藝流程為:3.2.1洞口刷坡。在邊坡放線、仰坡放線施工完成后,于坡頂位置設(shè)截水溝,減少水對(duì)洞口坡面的沖刷,避免出現(xiàn)坍塌事故。同時(shí),依據(jù)施工要求,明確開(kāi)挖坡度。在施工期間,要做好防護(hù)措施以保證工程安全性。土方真正開(kāi)挖期間,要利用機(jī)械設(shè)備開(kāi)展操作。軟石打眼作業(yè)開(kāi)展過(guò)程中,要正確使用風(fēng)鉆機(jī),結(jié)合土石穩(wěn)定性,確定坡度的大小。除此之外,可借助錨網(wǎng)噴體系,以封閉處理的方式減少圍巖暴露現(xiàn)象,確保施工質(zhì)量。3.2.2密閉錨網(wǎng)噴。在施工期間,為提高作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化水平,可采用風(fēng)鉆機(jī)設(shè)備,鉆孔完畢后,于孔中插入PVC花管。一般來(lái)說(shuō),花管的直徑在6cm左右,錨管施工后于無(wú)縫鋼管鉆溢孔漿,于尾端位設(shè)置墊板,漿孔間距離為2.5m×2.5m。注漿作業(yè)時(shí),重視鋼筋網(wǎng)的制作,控制網(wǎng)格大小在30cm×30cm左右,保障施工的整體質(zhì)量。
3.3預(yù)支護(hù)工藝
在項(xiàng)目施工中,預(yù)支護(hù)工藝具有加固性能的作用。高速公路隧道洞口淺埋段加固工藝中,要重視預(yù)支護(hù)工藝的應(yīng)用。完成洞口邊坡與仰坡的封閉施工后,于洞面安裝拱。具體施工時(shí),要盡可能使鋼拱架貼近洞面,小導(dǎo)管要直接從鋼拱架的中心穿過(guò)。在此種情況下,對(duì)鋼拱架、小導(dǎo)管以焊接方式固定,保障洞口施工中支護(hù)體系的穩(wěn)定性。與此同時(shí),在小導(dǎo)管中緩慢開(kāi)展注漿作業(yè),注漿時(shí)并不需要于地表孔隙注漿。此項(xiàng)注漿施工內(nèi)容,可通過(guò)管壁溢出的漿液完成。對(duì)比小導(dǎo)管、大管棚來(lái)看,后者能夠發(fā)揮支撐土體開(kāi)挖的作用。其作用發(fā)揮的前提是施工前從比較全面的角度上做好測(cè)量,結(jié)合測(cè)量結(jié)果和縱向測(cè)量結(jié)果,科學(xué)設(shè)置護(hù)拱開(kāi)挖輪廓線。因大管棚注漿加固施工的開(kāi)展,洞口本身穩(wěn)定性不足。此時(shí),需要借助洞口大管棚,將其與地面緊貼后,能夠形成三榀型鋼拱架,能夠起到穩(wěn)定作用。而鋼拱架形成的間距,要在60cm左右。
4高速公路隧道洞口淺埋段施工開(kāi)挖工藝
4.1雙側(cè)壁導(dǎo)坑工藝
高速公路隧道洞口淺埋段施工開(kāi)挖工藝中,要應(yīng)用雙側(cè)壁導(dǎo)坑工藝。該工藝在學(xué)術(shù)領(lǐng)域中,稱之為雙側(cè)壁導(dǎo)洞法。應(yīng)用于隧洞淺埋段開(kāi)挖作業(yè)中,能夠極大程度上減少擾動(dòng)圍巖的現(xiàn)象。同時(shí),可通過(guò)對(duì)圍巖承載能力的利用,控制圍巖變形,確保淺埋段施工的安全性性。雙側(cè)壁導(dǎo)坑的具體施工工藝流程如下:4.1.1超前支護(hù)在初步判斷淺埋段前端圍巖情況時(shí),可采用超前鉆孔、地質(zhì)雷達(dá)等方法,結(jié)合判斷結(jié)果,為后期施工開(kāi)挖提供指導(dǎo)。開(kāi)挖導(dǎo)坑前,要做好超前支護(hù),加強(qiáng)對(duì)無(wú)縫小導(dǎo)管的利用,將外插角控制在10°內(nèi),向其中灌注水泥漿,濃度比例為1∶1。4.1.2壁導(dǎo)坑開(kāi)挖。結(jié)合施工區(qū)域側(cè)壁導(dǎo)坑情況,開(kāi)挖時(shí)以微臺(tái)階法為主,裝碴時(shí)采用小型挖掘機(jī),上臺(tái)階開(kāi)挖高度控制在1.5~2m。鉆眼后弱爆破,依據(jù)設(shè)計(jì)鋼架間距控制循環(huán)尺寸。開(kāi)挖后行側(cè)壁導(dǎo)坑時(shí),可將導(dǎo)坑中部厚度控制在10~20m,以避免發(fā)生用力疊加現(xiàn)象。4.1.3中央開(kāi)挖做好拱部前支護(hù)后,方可開(kāi)挖上臺(tái)階,灌注的水泥漿比例為1∶1,預(yù)留核心土。結(jié)合區(qū)域施工地質(zhì)狀況,鉆研作業(yè)以氣腿式鑿巖機(jī)為主,鉆研后弱爆破。開(kāi)挖工作完畢,初噴混凝土,安裝鋼支撐,連接腳板、兩側(cè)鋼架,復(fù)噴混凝土,及封閉成環(huán)。下臺(tái)階開(kāi)挖方法,與上臺(tái)階開(kāi)挖方法相同。開(kāi)挖完畢,安裝仰拱鋼及鋼筋網(wǎng)片。操作過(guò)程中,要從縱向角度焊接鋼筋,確保連接的穩(wěn)固性。4.1.4拆除壁墻結(jié)合施工需要,按照規(guī)范設(shè)計(jì)和要求拆除臨時(shí)支護(hù)。
4.2預(yù)留核心土臺(tái)階工藝
將預(yù)留核心土臺(tái)階工藝應(yīng)用于高速公路隧道洞口淺埋段,具有施工空間比較大時(shí),且初期支護(hù)比較便捷的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)對(duì)該方法的分析,其工藝流程如下:4.2.1開(kāi)挖上部弧形導(dǎo)坑。在完成拱部超前支護(hù)后,方可對(duì)上部弧形導(dǎo)坑進(jìn)行開(kāi)挖。在環(huán)向開(kāi)挖上部弧形導(dǎo)坑過(guò)程中,要預(yù)留核心土。明確長(zhǎng)度、寬度,其中長(zhǎng)度保持在3~5m,寬度是隧道開(kāi)挖的1/3。在施工初期,涉及到的支護(hù)鋼架最大間距,要低于1m。在開(kāi)挖完成后,要即刻噴射混凝土,混凝土噴射的厚度在3~5cm。4.2.2開(kāi)挖左側(cè)、右側(cè)中臺(tái)階。根據(jù)初期支護(hù)時(shí)的鋼架距離,明確開(kāi)挖的進(jìn)尺。確保最大進(jìn)尺距離低于1m,開(kāi)挖高度在3~3.5m。開(kāi)挖完成后,即刻噴射混凝土,噴射的厚度為在3~5cm。同時(shí),做好噴、錨和網(wǎng)等的系統(tǒng)支護(hù)工作,將拱腳錨桿、鋼架鞏固焊接后,復(fù)噴混凝土,使混凝土的厚度與設(shè)計(jì)厚度相符。4.2.3開(kāi)挖左側(cè)、右側(cè)下臺(tái)階。開(kāi)挖時(shí),控制進(jìn)尺,使其不超過(guò)1m,左側(cè)、右側(cè)的臺(tái)階要錯(cuò)開(kāi)至少2m。開(kāi)挖作業(yè)完畢,即刻噴射混凝土。有必要的情況下,將鎖腳錨桿緊貼于鋼架兩側(cè),提高穩(wěn)定性。4.2.4開(kāi)挖隧底??刂蒲h(huán)開(kāi)挖的進(jìn)尺長(zhǎng)度,具體長(zhǎng)度控制在2~3m,開(kāi)挖后要及時(shí)作支護(hù),開(kāi)挖兩個(gè)隧底、支護(hù)循環(huán)工作后,開(kāi)展仰拱作業(yè)。在此期間,控制分段的長(zhǎng)度,確保其在4~6m。
5結(jié)語(yǔ)
在現(xiàn)代隧道工程施工中,洞口淺埋段是穩(wěn)定性偏差的施工環(huán)節(jié)。在對(duì)該段施工時(shí),需要結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況有效加固,確保隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,避免隧道施工發(fā)生坍塌事故。該研究中,分別做好監(jiān)測(cè)準(zhǔn)備工作、動(dòng)態(tài)開(kāi)展監(jiān)測(cè)準(zhǔn)備工作、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作等方面,分析淺埋段施工的測(cè)量工藝。從預(yù)注漿、土方與錨網(wǎng)噴射、預(yù)支護(hù)等方面,分析淺埋段施工的加固工藝。從雙側(cè)壁導(dǎo)坑、預(yù)留核心土臺(tái)階等方面,分析淺埋段施工的開(kāi)挖工藝。期望在本次相關(guān)內(nèi)容探究下,為日后提高高速公路隧道洞口淺埋段施工工藝質(zhì)量和水平,提供建議。
作者:張浩 單位:四川路橋盛通建筑工程有限公司